(57)【要約】【課題】  良好な走破性を確保しつつ、転輪の上下振動を有効に抑制することができる弾性クローラを提供する。【解決手段】  本発明の弾性クローラＫ１は、無端帯状のクローラ本体１１と、幅方向補強体１２と、ラグ１３とを備えている。そして、前記幅方向補強体１２よりもクローラ外周面側に、クローラ本体１１を構成する弾性材料よりも低硬度の低硬度弾性材料層２１を形成するようにした。また、前記幅方向補強体１２の幅方向両端側に、クローラ本体１１を構成する弾性材料よりも高硬度の高硬度弾性材料層２２を形成するようにした。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無端帯状に形成された弾性材料製のクローラ本体と、前記クローラ本体内に帯長手方向に所定間隔おきに埋設された幅方向補強体と、前記クローラ本体の内部に埋設された抗張体と、前記クローラ本体の外周面に突設されたラグと、を備えた弾性クローラであって、
前記幅方向補強体よりもクローラ外周面側に、クローラ本体を構成する弾性材料よりも低硬度の低硬度弾性材料層が形成されており、
かつ、前記幅方向補強体の幅方向両端側に、クローラ本体を構成する弾性材料よりも高硬度の高硬度弾性材料層が形成されていることを特徴とする弾性クローラ。
【請求項２】
前記幅方向補強体と前記抗張体との間に補強層が介在している請求項１記載の弾性クローラ。
【請求項３】
前記補強層が、前記高硬度弾性材料層のクローラ外周面側またはクローラ内周面側に延設されて前記高硬度弾性材料層と重なるように形成されている請求項１または２記載の弾性クローラ。
【請求項４】
前記高硬度弾性材料層が、前記幅方向補強体のクローラ外周面側またはクローラ内周面側に延設されて前記幅方向補強体と重なるように形成されている請求項１〜３のいずれか一項に記載の弾性クローラ。
【請求項５】
前記低硬度弾性材料層は、そのクローラ外周面側に最も近い位置からラグ面までの最短距離がラグ高さの１／２よりも大きくなるように形成されている請求項１〜４のいずれか一項に記載の弾性クローラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建設機械、農業機械などの無限走行装置に用いられる無端帯状の弾性クローラに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、コンバイン等の農業機械や、バックホー等の建設機械などの無限走行装置の転輪に無端帯状の弾性クローラが装着されている。かかる弾性クローラは、ゴム、合成樹脂などの弾性材料を用いて形成された無端帯状のクローラ本体を備え、このクローラ本体のクローラ外周面側（接地面側）に複数のラグが突設された構成を基本としており、金属クローラに比べて、低騒音、乗り心地の良さ、路面保護性の高さ、軽量化、安価化などの利点を有している。そして、このような弾性クローラは、ラグが湿田などの軟弱地にくい込み、泥土を蹴り出すことによって所定の牽引力を得、良好な走破性を発揮するように構成されている。ところが、弾性クローラは、クローラ本体やラグが弾性材料で形成されているため、亀裂やカット傷などが発生しやすく、また軟弱地へのくい込みや泥土の蹴り出しの際にラグが変形しやすく、さらに弾性クローラの帯幅方向両端側が変形しやすいという欠点を有している。
【０００３】
かかる欠点を解消すべく、例えば、ラグの内部にクローラ本体よりも高硬度のゴム質芯体を埋設する技術が提案されている（特許文献１参照）。この技術によって、ラグの剛性を高めることができるようになることから、ラグの変形や弾性クローラの帯幅方向両端側の変形を抑制することができる。このため、所定の牽引力を確保することができるとともに、湿田への沈下量を減少させることができ、従前以上に良好な走破性を発揮することができる。
【０００４】
【特許文献１】特開平９−２４９１６３号公報（請求項１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示の弾性クローラは、クローラ本体内部に埋設された幅方向補強体の埋設位置におけるクローラ厚み方向剛性（縦剛性ともいう）と幅方向補強体の非埋設位置におけるクローラ厚み方向剛性との間に大きさ剛性差が生じてしまうため、クローラ内周面側に形成された帯長手方向に延びる転輪走行面を転輪が走行すると、当該転輪が上下振動してしまうという問題がある。詳細には、幅方向補強体の非埋設位置では、剛性が大きい幅方向補強体が存在していないために、その上の転輪走行面を転輪が走行すると、当該転輪が沈み込んだ状態となってしまう。一方、幅方向補強体の埋設位置では、剛性が大きい幅方向補強体が存在しているために、その上の転輪走行面を転輪が走行しても、当該転輪が沈み込んだ状態とならない。すなわち、転輪は、幅方向補強体の埋設位置ごとに当該幅方向補強体を乗り越えるようにして上下振動をするという問題がある。かかる問題は、ラグの突設位置と幅方向補強体の埋設位置とが対応関係にある弾性クローラにおいて、特許文献１の技術を適用すると、顕著に見られることとなる。なぜなら、幅方向補強体の接地面側に高硬度のゴム質芯体が位置することととなって、当該幅方向補強体の埋設位置における縦剛性と幅方向補強体の非埋設位置における縦剛性との剛性差が一層大きくなってしまうからである。そして、このような転輪の上下振動は、転輪の脱輪を引き起こしてしまったり、弾性クローラを装着した無限走行装置に対し大きな負荷を与えてしまったり、その無限走行装置の乗り心地に悪影響を与えてしまったりしてしまう。
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、良好な走破性を確保しつつ、転輪の上下振動を有効に抑制することができる弾性クローラの提供をその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の弾性クローラは、無端帯状に形成された弾性材料製のクローラ本体と、前記クローラ本体内に帯長手方向に所定間隔おきに埋設された幅方向補強体と、前記クローラ本体の内部に埋設された抗張体と、前記クローラ本体の外周面に突設されたラグと、を備えた弾性クローラであって、前記幅方向補強体よりもクローラ外周面側に、クローラ本体を構成する弾性材料よりも低硬度の低硬度弾性材料層が形成されており、かつ、前記幅方向補強体の幅方向両端側に、クローラ本体を構成する弾性材料よりも高硬度の高硬度弾性材料層が形成されていることを特徴としている。
【０００８】
上記の構成によれば、クローラ本体の内部に埋設された幅方向補強体よりもクローラ外周面側に当該クローラ本体を構成する弾性材料よりも低硬度の低硬度弾性材料層が形成されているので、幅方向補強体の埋設位置におけるクローラ厚み方向剛性（縦剛性）を小さくすることができる。このため、幅方向補強体の埋設位置と幅方向補強体の非埋設位置との間の剛性差を小さくすることが可能となり、転輪の幅方向補強体の埋設位置ごとの乗り越しがソフトになる。また、幅方向補強体の幅方向両端側にクローラ本体を構成する弾性材料よりも高硬度の高硬度弾性材料層が形成されているので、弾性クローラの両端側の剛性を高くすることできる。このため、弾性クローラの両端側が変形してしまうのを有効に抑制することができ、その結果として、湿田への沈下量を有効に減少させることができる。よって、良好な走破性を確保したものとなる。
【０００９】
上記弾性クローラにおいて、前記幅方向補強体と前記抗張体との間に補強層が介在しているのが好ましい。この場合、クローラ本体の剛性がより一層高くなる。
また、上記弾性クローラにおいて、前記補強層が、前記高硬度弾性材料層のクローラ外周面側またはクローラ内周面側に延設されて前記高硬度弾性材料層と重なるように形成されているのが好ましい。この場合、補強層と幅方向補強体とによって弾性クローラの帯幅方向において隙間なく高い剛性を確保することが可能となる。
【００１０】
また、上記弾性クローラにおいて、前記高硬度弾性材料層が、前記幅方向補強体のクローラ外周面側またはクローラ内周面側に延設されて前記幅方向補強体と重なるように形成されているのが好ましい。この場合、高硬度弾性材料層と幅方向補強体とによって弾性クローラの帯幅方向において隙間なく高い剛性を確保することが可能となる。
また、上記弾性クローラにおいて、前記低硬度弾性材料層は、そのクローラ外周面側に最も近い位置からラグ面までの最短距離がラグ高さの１／２よりも大きくなるように形成されているのが好ましい。この場合、ラグ自体に充分な剛性を持たせることができるので、ラグが変形してしまうのを抑制することができる。したがって、耐久性がより良好で、効果的に所定の牽引力を得ることができる弾性クローラを提供することが可能となる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、前記幅方向補強体よりもクローラ外周面にクローラ本体を構成する弾性材料よりも低硬度の低硬度弾性材料層が形成され、また前記幅方向補強体の幅方向両端側にクローラ本体を構成する弾性材料よりも高硬度の高硬度弾性材料層が形成されているので、良好な走破性を確保しつつ、転輪の上下振動を有効に抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照しつつ説明する。図１は本発明の第１の実施形態に係る弾性クローラを示す外周側平面図であり、図２は本発明の第１の実施形態に係る弾性クローラを示す断面図である。本実施形態に係る弾性クローラＫ１は、コンバインなどの農業機械といった各種の無限走行装置の駆動輪、従動輪等の転輪に巻きかけられて用いられるクローラであり、ゴム、合成樹脂等の弾性材料を用いて無端帯状に形成されたクローラ本体１１と、このクローラ本体１１内に帯長手方向に所定間隔おきに埋設された複数個の幅方向補強体としての芯金１２と、前記クローラ本体１１の外周面（接地面）側に一体的に突設された複数の牽引力発生用の複数のラグ１３とを有している。なお、本実施形態に係る弾性クローラは、スプロケットにより強制的に駆動させる噛合駆動式の弾性クローラであるが、スプロケットが噛合する噛合孔などの図示は省略している。
【００１３】
クローラ本体１１は、低騒音、乗り心地の良さ、路面保護性の高さなどを考慮して、弾性を示す、ゴム、合成樹脂等の弾性材料を用いて無端帯状に形成されたものである。クローラ本体１１の形成材料としては、例えば、ＪＩＳ−Ａ硬度が６５で、３００％モジュラスが１０．０Ｍｐａのものが好適に使用される。
クローラ本体１１の内部には、弾性クローラＫ１の強度および接地支持性を高めるべく、複数の幅方向補強体としての芯金１２が帯長手方向（弾性クローラＫの周方向）に所定間隔（例えば等間隔）にて埋設されている。この芯金１２は、金属、強化合成樹脂等の剛性材料により左右対称な形状（図２参照）に形成されている。詳細には、芯金１２は、弾性クローラＫ１の帯幅方向中央部分に位置する中央部１２ａと、その中央部１２ａに連なり弾性クローラＫ１の内周面側から突出した突起部１２ｂと、前記中央部１２ｂに連なり弾性クローラＫ１の帯幅方向両側に向けて延びる延設部１２ｃとを有する形状に形成されている。
【００１４】
また、芯金１２の中央部１２ａおよび延設部１２ｃよりもクローラ外周面側（図２では下側）には、クローラ本体１１の帯長手方向に沿って、スチールコードなどからなる複数本の抗張体１５が帯幅方向に所定間隔おきに並列されて埋設されている。この抗張体１５は、クローラ本体１１の内部に全周に渡って埋設されていることから、弾性クローラＫ１の周方向に対する抗張力を高めている。
さらに、前記幅方向補強体としての芯金１２と抗張体１５との間には、クローラ本体１１の帯長手方向に沿って、補強層１４が介在されている。この補強層１４は、多数の高張力繊維を織って構成されたキャンバスよりなり、その繊維方向が帯長手方向及び帯幅方向に対して傾斜したバイアス状態となって、クローラ本体１１の内部に全周に渡って埋設されている。これにより、芯金１２と抗張体１５との接触回避を可能とする。なお、上記キャンバスは、有機系のフィラメント繊維に所定の下撚りをかけて経糸及び緯糸用のコードを製作し、これらのコードを所定の打ち込み数になるように並べて織機で織り上げたあと、所定の接着剤を用いて接着処理を行なってシート状に形成したものである。また、このフィラメント繊維の材質としては、綿、レーヨン、セルロースなどの天然高分子繊維、芳香族ポリアミド、脂肪族ポリアミド、ポリエステル等が挙げられる。
【００１５】
そして、幅方向補強体としての芯金１２、補強層１４、抗張体１５よりもクローラ外周面側には、クローラ本体１１の弾性材料よりも硬度が低い弾性材料からなる厚肉でＪＩＳ−Ａ硬度が６３以下の低硬度弾性材料層２１が形成されている。この低硬度弾性材料層２１は、各種のゴム、合成樹脂などのポリマー材料などが形成材料として用いられて形成されており、複数個の幅方向補強体としての芯金１２の埋設位置と対応して、帯長手方向に所定間隔（例えば等間隔）おきに形成されている（図１参照）。ここで、低硬度弾性材料層２１の形成材料としては、例えばＪＩＳ−Ａ硬度が６１で、３００％モジュラスが８．０Ｍｐａのものが好適に使用される。
【００１６】
図３を参照して、低硬度弾性材料層２１は、その接地面側に最も近い位置２１ａからラグ面１３ａまでの最短距離をＢとしたとき、ラグ高さＡの１／２よりも大きくなるように形成されていることが好ましい。これにより、ラグ１３自体が高い剛性を備えるため、軟弱地にくい込んだり、泥土を蹴り出す際に変形してしまうのをより有効に抑制することができる。また、低硬度弾性材料層２１を、その接地面側に最も近い位置２１ａからラグ面１３ａまでの最短距離Ｂがラグ高さＡの１／２よりも小さくなるように形成した場合は、低硬度弾性材料層２１がラグ１３の内部深くにまで形成されることとなってラグ１３自体の剛性が小さくなることから、ラグ１３の倒れ込みが大きくなりやすく、硬い路面などを走行した際にはラグ１３の先端側の側面が局部的に摩耗しやすいという欠点が生じやすい。ところが、上述したように、低硬度弾性材料層２１をあまりラグ１３の内部深くにまで形成しないようにすれば、かかる欠点の発生を有効に抑制することができる。
【００１７】
図２に戻って、幅方向補強体としての芯金１２の両方の延設部１２ｃの外方側（幅方向補強体の幅方向両端側）には、クローラ本体１１の弾性材料よりも硬度が高い弾性材料からなる厚肉でＪＩＳ−Ａ硬度が７０以上の高硬度弾性材料層２２が形成されている。この高硬度弾性材料層２２は、各種のゴム、合成樹脂などのポリマー材料や、ポリマー材料にカットファイバーなどの補強材を含有させた材料などが形成材料として用いられて形成されており、クローラ本体１１の内部に帯長手方向に沿って当該クローラ本体１１の全周に渡って形成されている（図１参照）。ここで、高硬度弾性材料層２２の形成材料としては、例えばＪＩＳ−Ａ硬度が７０で、３００％モジュラスが１１．０Ｍｐａのものが好適に使用される。
【００１８】
また、ラグ１３は、クローラ本体１１のクローラ外周面側（接地面側）に一体的に突設されて形成されている。詳細には、ラグ１３は、芯金１２の埋設位置に対応して、帯長手方向に沿って所定間隔おきに形成されており、一つおきに互いに異なる方向に延びて形成されている。
【００１９】
上記のように構成された本実施形態に係る弾性クローラＫ１は、クローラ本体１１の内部に埋設された芯金１２よりも接地面側に低硬度弾性材料層２１が形成されているので、芯金１２の埋設位置におけるクローラ厚み方向剛性（縦剛性）を小さくすることができる。このため、芯金１２の非埋設位置における縦剛性との差が小さくなることから、転輪が転輪走行範囲ＵあるいはＶにおける転輪走行面を走行すると、芯金１２の埋設位置ごとの乗り越しがソフトになり、その結果として、転輪が大きく上下振動してしまうのを有効に抑制することができる。また、芯金１２の延設部１２ｃの両方の外方側に、高硬度弾性材料層２２が形成されているので、転輪通過時のソフトな乗り越しを損なうことなく、翼部の剛性アップが図られている。このため、転輪はより良好な状態で、転輪走行範囲ＵあるいはＶにおける転輪走行面を走行することができる。さらに、高硬度弾性材料層２２が弾性クローラ１２の帯幅方向両側に形成されていることから、軟弱地を走行しても、弾性クローラ１２の両端側が変形してしまうことを有効に抑制することができる。よって、軟弱地への沈下量を有効に減少させることができ、軟弱地において良好な走破性を発揮することができる。また、弾性クローラＫ１の帯幅方向両端側の高硬度弾性材料層２２によって弾性クローラＫ１の両端側の剛性が高まることから、ねじり剛性が向上し、耐脱輪性が向上する。また、ラグの面圧も緩和され、摩耗もより均一化される。さらに、本実施形態では、高硬度弾性材料層２２が転輪走行範囲ＵあるいはＶにおける転輪走行面の下方側に形成されており、かかる高硬度弾性材料層２２がクローラ本体１１の内部に全周に渡って形成されていることから、芯金１２の埋設位置と芯金１２の非埋設位置との縦剛性差を小さくすることができる。このため、低硬度弾性材料層２１による作用効果と相俟って、より一層、転輪の上下振動の発生を抑制することができる。
【００２０】
図４は、本発明の第２の実施形態に係る弾性クローラを示す断面図である。本実施形態に係る弾性クローラＫ２は、第１の実施形態に比べて、低硬度弾性材料層２１の一端側（ラグ１３の延びる方向に対応）に一方の高硬度弾性材料層２２の下方（クローラ外周面側）の領域まで延設した延設部２１ａを設けるとともに、補強層１４に両方の高硬度弾性材料層２２の下方（クローラ外周面側）の領域まで延設した延設部１４ａを設けるようにした点で異なる。このように構成された本実施形態に係る弾性クローラＫ２であっても、第１の実施形態と同様の作用効果を奏する。さらに、補強層１４に延設部１４ａを形成したことから、弾性クローラＫ２の帯幅方向両側の剛性がより高まるという利点を有する。また、補強層１４に形成された延設部１４ａと低硬度弾性材料層２１に形成された延設部２１ａとによって転輪の上下振動をより一層抑制することができる。
【００２１】
図５は、本発明の第３の実施形態に係る弾性クローラを示す断面図である。本実施形態に係る弾性クローラＫ３は、第２の実施形態に比べて、帯幅方向両側の各高硬度弾性材料層２２の一端側に芯金１２の延設部１２ｃの上方（クローラ内周面側）に乗り上げるように延設した延設部２２ａを設けるようにした点で異なる。このように構成された本実施形態に係る弾性クローラＫ３であっても、第２の実施形態と同様の作用効果を奏する。さらに、各高硬度弾性材料層２２に延設部２２ａを形成したことから、芯金１２の埋設位置における帯幅方向において剛性が弱い部分がより少なくなり、より一層、転輪が良好な状態で走行することができるという利点を有する。
【００２２】
図６は、本発明の第４の実施形態に係る弾性クローラを示す断面図である。本実施形態に係る弾性クローラＫ４は、第１の実施形態に比べて、１個の芯金１２のそれぞれの延設部１２ｃ及びそれら延設部１２ｃに連なる中央部１２ａの下方（クローラ外周面側）に２つの低硬度弾性材料層３２ａ、３２ｂを形成するとともに、帯幅方向両側の各高硬度弾性材料層２２の一端側に芯金１２の延設部１２ｃの下方（クローラ外周面側）に入り込むように延設した延設部２２ｂを設け、さらに補強層１４に両方の高硬度弾性材料層２２の上方（クローラ内周面側）の領域まで延設した延設部１４ａを設けるようにした点で異なる。このように構成された本実施形態に係る弾性クローラＫ４であっても、第１の実施形態と同様の作用効果を奏する。さらに、各高硬度弾性材料層２２に延設部２２ｂを形成したことから、芯金１２の埋設位置における帯幅方向において剛性が弱い部分がより少なくなり、より一層、翼部の剛性が向上し、沈下の低減が図られ、牽引力を確保することができるという利点を有する。
【００２３】
図７は、本発明の第５の実施形態に係る弾性クローラを示す断面図である。本実施形態に係る弾性クローラＫ５は、第１の実施形態に比べて、左右対称のラグ３３をクローラ本体１１の内周面に所定間隔（例えば等間隔）おきに複数突設するとともに、１個の芯金１２のそれぞれの延設部１２ｃの下方（クローラ外周面側）に２つの低硬度弾性材料層３２ａ、３２ｂを形成するようにした点で異なる。このように構成された本実施形態に係る弾性クローラＫ５であっても、第１の実施形態と同様の作用効果を奏する。
【００２４】
なお、本発明は上記した各実施形態に限定されるものではない。例えば、低硬度弾性材料層は、幅方向補強体の埋設位置における縦剛性を小さくすることができるのであれば、適宜の位置、形状で形成してもよい。また、高硬度弾性材料層も、弾性クローラの帯幅方向両側の剛性を高めることができるのであれば、適宜の位置、形状で形成するようにしてもよい。
さらに、本発明はスプロケットにより強制的に駆動させる噛合駆動式に限らず、ドラムホイールによる摩擦駆動式にも適用することができる。また、本発明は、弾性クローラが装着される無限走行装置などに応じて、幅方向補強体の形状（例えば突起部なしのフラットバー状）、ラグパターン（例えば千鳥状、八の字状、一直線状）、クローラ本体の形状などを適宜に変更してもよいのは勿論である。また、本発明は、クローラ本体の内周面に脱輪防止用のガイド突起を形成するタイプであっても適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る弾性クローラを示す外周側平面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る弾性クローラを示す断面図である。
【図３】低硬度弾性材料層の埋設位置を説明するための断面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る弾性クローラを示す断面図である。
【図５】本発明の第３の実施形態に係る弾性クローラを示す断面図である。
【図６】本発明の第４の実施形態に係る弾性クローラを示す断面図である。
【図７】本発明の第５の実施形態に係る弾性クローラを示す断面図である。
【符号の説明】
【００２６】
１１      クローラ本体
１２      芯金（幅方向補強体）
１２ａ    芯金の中央部
１２ｂ    芯金の突出部
１２ｃ    芯金の延設部
１３      ラグ
１４      補強層
１５      抗張体
２１      低硬度弾性材料層
２２      高硬度弾性材料層
Ｋ１      弾性クローラ
Ｕ、Ｖ    転輪走行範囲
【図１】
2005343273.tif 000003
【図２】
2005343273.tif 000004
【図３】
2005343273.tif 000005
【図４】
2005343273.tif 000006
【図５】
2005343273.tif 000007
【図６】
2005343273.tif 000008
【図７】
2005343273.tif 000009